KR0174146B1

KR0174146B1 - 칼렌더 롤러

Info

Publication number: KR0174146B1
Application number: KR1019960009098A
Authority: KR
Inventors: 빌마르 슈미츠 크리스티안
Original assignee: 클라우스 로이터; 한스-롤프 콘라트; 보아트 슐처 피니싱 게엠베하
Priority date: 1995-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1999-05-15
Also published as: DE19533823A1; KR960034778A; DE59609635D1; DE19533823C2

Abstract

칼렌더 롤러는 원통형 기체 몸체와 가요성 플라스틱 물질로 만들어진 덮개를 갖는다. 덮개는 기대 몸체 사이의 중간 환상 공간을 한정하도록 기대 몸체의 외경보다 큰 내경을 갖는다. 지지 구조물은 덮개로부터 기대 믐체까지 부하 힘을 전달하도록 중간 공간에 배치된다.

Description

칼렌더 롤러

제1도는 본 발명에 따른 칼렌더 롤러의 부분적 횡단면도.

제2도는 기대몸체의 지지 구조물이 만들어지는 복수의 둥근 블랭크(blank)를 도시하는 도면.

제3도는 지지 구조물의 사시도.

제4도는 등근 블랭크의 부분적 횡단면도.

제5도는 등근 블랭크의 다른 실시예의 부분적 횡단면도.

제6도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 등근 블랭크의 부분을 도시하는 도면.

제7도는 본 발명에 따른 지지 구조물의 부분적 횡단면적 사시도.

제8도는 제7도에 도시된 지지 구조물 원주의 부분적 분해 조립도.

제9도는 직사각형 하니콤(honeycomb)구조물의 개략도.

제10도는 한 측부상에 덮여있는 직사각형 하니콤 물질로된 웨브(web)의 부분적 사시도.

제11도는 제10도에 따른 직사각형 하니콤 물질로된 웨브로부터 만들어진 세층을 도시하는 부분적으로 절개된 기대 몸체의 분해 조립도.

제12도는 본 발명에 따른 칼렌더 롤러의 부가적인 실시예의 부분적 횡단면도.

제13도는 제12도에 따른 칼렌더 롤러에 사용되는 등근 블랭크의 사시도.

제14도는 제12도에 따른 칼렌더 롤러에 사용되는 부가적인 둥근 블랭크의 사시도.

제15도는 제14도에 따른 변경된 둥근 블랭크의 사시도.

제16도는 본 발명에 따른 칼렌더 롤러의 한 실시예의 부분적 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 롤러 2, 302, 402, 502, 602 : 기대 몸체

3, 503, 603, 635 : 덮개 4 : 원주벽

5, 305, 405, 505 : 지지 구조물 6, 306 : 요소

7 : 구멍 8,9 : 저널

10, 510, 610 : 캐핑 요소 11 : 압력판

12 : 너트 13, 14, 113, 114, 213, 214 : 단부벽

15, 115, 215, 315 : 측부벽 16, 216, 316, 416 : 셀

17, 217 : 단부 18, 318 : 덮개벽

19 : 조인트 206, 526, 527 : 블랭크

418 : 덮개층 420 : 웨브

421, 422 : 스트립 423 : 이중벽

424 : 셀벽 425 : 플라스틱

501, 601 : 칼렌더 롤러 528 : 호 모양 부분

530, 531 : 고리 532 : 씨임

634 : 튜브

본 발명은 원통형 기대 몸체를 갖는 칼렌더 롤러(calender roller)에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 원통형 기대 몸체와, 덮개 및 기대 몸체의 축 단부에 배치된 캐핑(capping)요소를 갖는 칼렌더 롤러에 관한 것이다.

칼렌더에 사용되는 롤러는 수십년 전부터 공지된 것이다. 전형적으로 롤러는 섬유성물질로된 상대적으로 두꺼운 층을 갖는 덮개를 갖는다. 이러한 롤러는 섬유성 물질로 만들어진 복수의 고리 모양의 등근 블랭크(blank)를 포함한다. 둥근 블랭크의 중앙 구멍이 뚫리게된 후 등근 블랭크는 기대 몸체 둘레에 놓인다. 축 방향으로 등근 블랭크를 압축하는 캐핑(Capping)요소에 의해 둥근 블랭크 스택(stack)이 제자리에 있게된다. 그후 덮개가 선반에서 기계 가공되어 부드러운 원통형 외부 모양을 갖는다.

섬유 물질은 마킹(marking)에 민감하다. 그러므로, 롤러는 가끔 해체되어 선반위에 새로운 부드러운 외부 원통형 표면을 갖게된 후 다시 조립된다. 따라서, 롤러의 직경은 선반에서 기계 가공될(즉, 선삭될)때 마다 감소한다.

가요성 플라스틱 물질로 만들어진 덮개 역시 공지된 것이다. 이러한 덮개는 상대적으로 얇은 벽 두께를 갖는 외부 재킷(jacket)을 갖는다. 덮개는 적절하게 치수 잡힌 기대 몸체 둘레에 놓인다. 재킷은 기대 몸체위에 수축 끼워 맞춤(shrink fit)되어 기대 몸체에 고정된다. 이러한 롤러의 기대 몸체는 섬유성 물질로 만들어진 덮개를 갖는 롤러보다 큰 직경을 갖는다. 또한 이러한 타입의 롤러는 어떠한 캐핑 요소도 필요로 하지 않는다.

두 타입의 롤러의 전체적 설계는 매우 다르다. 섬유성 물질 덮개를 갖는 롤러와 플라스틱 덮개를 갖는 롤러가 하나의 제조 작업시 사용된다면 두 타입의 예비 롤러가 필요하다.

본 발명의 목적은 단지 한 타입의 예비 롤러가 필요하도록 섬유성 물질 덮개 또는 플라스틱 덮개를 갖출 수 있는 칼렌더 롤러를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점을 보여주는 한 선호된 실시예에 따라, 덮개는 플라스틱으로 만들어지며, 기대 몸체와 덮개 사이에 중간 공간을 한정짓도록 기대 몸체의 외경보다 큰 내경을 갖는다. 덮개로부터 기대 몸체까지 부하 힘을 전달하는 중공의 원통형 지지 구조물은 중간 공간에 배치된다.

중공의 원통형 지지 구조물은 기대 몸체보다 큰 직경을 갖는 플라스틱 덮개에 지지 지역을 제공한다. 그러므로 섬유성 물질로된 재래식 덮개보다 대체로 얇은 플라스틱 덮개를 사용할 수 있는 반면 롤러는 대략 같은 외경을 갖는다. 캐핑 요소는 지지 구조물을 제자리에 있게 하도록 사용될 수 있다. 재킷 모양의 플라스틱 덮개는 지지 구조물이 칼렌더 롤러상에 설치되기 전 또는 설치된 후 지지 구조물 상에 놓일 수 있다. 플라스틱 덮개는 지지 구조물이 캐핑 요소 외경보다 약간 큰 외경을 가지므로 지지 구조물이 칼렌더 롤러에 설치된 후 지지 구조물의 외주면에 놓인다. 그러므로, 플라스틱 덮개는 지지 구조물 상에 놓여 있으면서 캐핑 요소위로 미끄러질 수 있다.

본 발명에 따른 롤러의 장점은 섬유성 물질로된 덮개를 갖는 롤러와 플라스틱 덮개를 갖는 롤러 모두가 같은 공장에서 사용된다 하더라도 단지 한 타입의 예비 롤러만이 필요하다는 것이다. 부가적으로 섬유성 물질 덮개를 재래식으로 구비한 롤러가 거의 노력을 들이지 않고 최신 플라스틱 덮개를 구비할 수 있다.

지지 구조물의 방사상 두께는 선호적으로 기대 몸체 반경의 약 30에서 100퍼센트이다. 그러므로, 지지 구조물의 두께는 중요치 않은게 아니다. 하한 범위는 롤러로 하여금 섬유성 물질 덮개를 갖는 재래식 롤러의 직경보다 작은 직경을 갖게하여 이에 상응하는 중량을 감소시키게 한다. 상한 범위는 얇은 벽 플라스틱 덮개를 사용하게 한다. 부가적으로, 상한 범위에 다다르면 지지 구조물은 플라스틱 덮개와 기대 몸체 사이의 중간공간과 연결되게 된다.

지지 구조물의 비중은 기대 몸체의 비중보다 대체로 작다. 각각의 작동 닙(nip)위에 배치되는 롤러의 무게로 인해 작동 닙 각각에서의 선 부하(line load)는 상부로부터 바닥까지 증가하므로 롤러의 무게를 감소시키는 것이 중요하다. 특히 롤러 스택을 갖는 칼렌더에서 그렇다. 그러므로, 가벼운 롤러를 사용하면 최하부 작동 닙에서 선 부하한계를 넘지 않으면서 상부 작동 닙에서 상대적으로 큰 선 부하를 받으면서 작동할 수 있다. 전형적으로 약 7.8㎏/d㎥ 보다 적은 평균 비중을 갖는다. 그러므로, 본 발명에 따른 롤러의 무게는 같은 자리수(same order of magnitade)를 갖거나 섬유성 물질 덮개를 갖는 재래식 칼렌더 롤러보다 적다.

지지 구조물은 선호적으로 셀룰라(cellular) 물질로된 얇은 벽으로 만들어져 지지 구조물은 매우 가벼우나 강성이 크게 된다. 셀룰라 물질의 셀(cell)은 대체로 완전히 닫혀져 있다. 셀은 셀을 형성하기 위해 매우 얇은 벽 두께를 갖지만 큰 힘을 제공한다. 그러므로, 본 발명에 따른 칼렌더 롤러는 섬유성 물질 덮개를 갖는 재래식 칼렌더 롤러보다 적은 중량을 갖는다.

셀을 형성하는 벽의 최소한 한 부분은 대략 방사상 방향으로 뻗어있다. 지지 구조물은 또한 칼렌더 롤러가 작동하는 동안 생기는 힘을 흡수할 수 있다. 특히 벽에 의해 전달되고 대략 방사상 방향으로 가해지는 방사상 힘의 경우에 그러하다.

지지 구조물은 서로에 고정되게 연결되는 다수의 개별적 요소를 선호적으로 갖는다. 요소가 복수의 개별적 요소로 나뉘어지므로 한 요소에서부터 다음 요소까지 측부 벽이 뻗어가는 방향을 변경시킬 수 있다. 그러므로, 지지 구조물은 윤내는(calendering) 작동중 생기는 힘을 특히 잘 홉수한다.

본 발명에 따라 셀은 더 작아지게되어 그 강성이 증가하게 된다. 요소들은 각각 중앙 구멍을 갖는 선호적으로 복수의 둥근 블랭크들이다. 셀 각각은 방사 평면에 뻗어있는 두 단부 벽 사이에 배치된다. 단부벽은 셀에 의해 서로 이격되어 있으며 칼렌더 롤러에 작용하는 방사상 힘을 흡수한다. 롤러의 축 방향으로 작용하는 인장 및 압축력은 원주벽에 의해 그리고 축 방향으로 뻗어있는 셀의 측부벽 성분에 의해 흡수된다. 인장 압축력 또한 원주벽과 동심을 이루는 부가적인 내부벽에 의해 흡수된다.

개별적 요소의 셀은 서로 그리고 단부벽에 평행하게 선호적으로 뻗어있다. 인접한 둥근 블랭크는 서로에 대해 각을 이루며 편기(offset)되어 셀의 방향이 서로에 대해 같은 각 만큼 편기된다. 다른 말로하면, 한 요소의 셀은 인접 요소의 셀이 뻗어있는 방향에 대해 소정의 각을 이루며 배치되는 방향으로 뻗어있다. 요소에 각 편기를 사용하면 롤러의 원주에 걸쳐 방사상 힘을 흡수하는 롤러의 능력이 본질적으로 균일해진다.

다른 실시예에서, 개별적 요소의 셀 측부벽은 단부벽에 관해 수직으로 뻗어있는 둥근 블랭크의 축 단부 벽에 특히 강성이 증가하는 효과를 제공한다. 단부벽은 셀의 측부 벽에 의해 서로로부터 이격된다.

다른 선호된 실시예에서, 지지 구조물은 원주벽과 롤러 액슬(axle)사이에 배치된 최소한 하나의 원통형(즉, 환상의)층에 의해 형성된다. 층은 개별적 요소들로 이루어지는데 개별적 요소들의 원주적으로 인접한 요소들은 축 방향으로 편기된다. 각 요소는 대략 방사 방향으로 뻗어있는 셀의 측부 벽에 의해 형성된다. 그러므로 셀, 또는 보다 상세하게는, 셀의 측부벽은 칼렌더 롤러의 전체적인 방사상 하중을 흡수한다. 측부 벽의 위치는 층을 개별적 요소로 나누기 때문에 필요한 어떤 특별한 원주 지역과 맞춰질 수 있다. 압축 및 인장력은 원주벽에 의해, 원주벽과 동심을 이루는 부가적 벽에 의해, 그리고 셀 측부 벽의 축 성분에 의해 흡수될 수 있다.

원주 방향으로 서로 인접한 개별적 요소는 축 방향으로 서로로부터 선호적으로 편기된다. 그러므로, 그렇지 않았으면 서로 부딪치게되는 개별적 요소로부터 생길 수 있는 문제 위치가 제거된다.

셀은, 셀의 단부에서 덮개와 인접한 셀과 공동으로 특별히 강성이 큰 몸체를 만드는 하니콤 모양을 선호적으로 갖는다. 이러한 하니콤 물질은 인접 웨브와 교대로 결합되는 웨브를 구성할 수 있으므로 제조하기가 쉽다.

지지 구조물은 하니콤 물질의 웨브로부터 형성되는 최소한 하나의 원통형 층에 의해 선호적으로 형성된다. 하니콤 웨브에서, 셀은, 단일셀 벽들과 교대로 있게되는 강성이 큰 접합된 이중 벽으로부터 형성된다. 단일 벽은 소정의 범위까지 움직일 수 있어 하니콤 물질의 웨브를 형성하도록 한다. 다른 말로 하면, 물질이 먼저 평평하게 형성되고 섬유성 물질로된 스트립(strip)이 이중 접합된 벽의 지역에서 서로 접합된다. 접합후, 스트립은 실린더 또는 부분적 실린더의 모양을 자동적으로 형성하도록 떼어 놓여진다. 그리하여 방사상으로 뻗어있는 엄청나게 많은 수의 가깝게 이격된 인접 셀 벽들이 형성된다. 이러한 방사상으로 뻗어있는 셀 벽들의 대부분은 강성이 증가된 이중 접합 벽돌이다.

하니콤 물질의 원통형으로 형성된 웨브는 최소한 한 측부상에 원통형 덮개 벽을 선호적으로 구비한다. 덮개 벽은 하니콤의 강성을 대체로 증가시킨다. 덮개벽이 하니콤 물질의 평평하고 아직 형체를 이루지 않은 웨브에 접합된다면, 실린더가 후에 형성될 때 개별적 하니콤의 외부 모양은 미리 결정된다.

본 발명의 한 실시예에서, 셀룰라 물질은 셀의 단부에서 덮개와 인접한 셀과 함께 엄청나게 강성이 크게 형성되는 몸체를 만드는 육변형 횡단면을 갖는다. 이러한 육변형 하니콤 물질은 제1인접 웨브와 교대로 결합된후 다른 대향되게 배치된 웨브와 교대로 결합되는 웨브로 구성되기 때문에 제조하기가 쉽다.

셀룰라 물질은 또한 직사각형의 하니콤 같은 모양을 갖는다. 보다 강성이 큰 이중 벽들 사이의 거리는 육변형 하니콤에서 보다 직사각형 하니콤에서 약간 증가하고 강성이 덜한 단일 벽들 사이의 거리는 감소한다. 직사각형 하니콤은 원주 및 축 방향으로 대략 같게 분포되는 지지 특성을 갖는 지지 구조물을 만든다. 그러므로, 직사각형 하니콤이 원통형 모양으로 형성되는 층에 대해서는 육변형 하니콤 보다 훨씬 더 알맞다.

다른 방법으로, 셀은 주름진 판지 같은 모양을 갖는다. 이 모양 역시 충분한 강성을 제공하고 제조가가 비싸지 않다.

플라스틱은 섬유 강화 플라스틱으로 선호적으로 만들어진다. 탄소 섬유가 사용된다면, 제일 낮은 무게를 가지면서 매우 높은 강성을 갖게된다. 플라스틱은 선호적으로 아라미드(aramid)물질이다. 그러나, 실제로, 종이, 판지 또는 예를들어 알루미늄 박판 같은 박판 금속 같은 다른 물질이 셀 물질로 사용될 수 있다. 벽은 사용되는 물질에 따라 접합, 용접, 납땜 등과같은 다양한 방법으로 서로에 그리고 덮개벽, 단부벽 및 원주벽에 연결된다.

셀은 쏟아 부어진 후 셀 내에서 굳어지는 경화성 충진재 물질로 선호적으로 채워진다. 충진된 셀은, 특히 보다 높은 필요 사항(예를들어, 보다 높은 힘)이 지지 구조물에 가해진다면 지지 구조물의 압축력을 증가시키는데 사용된다. 상대적으로 가벼운 충진재 물질은 지지 구조물의 압축력을 증가시키기에 충분하다. 충진재 물질을 포함하는 롤러의 무게는 섬유성 물질 덮개를 갖는 재래식 롤러의 무게보다 적다.

충진재 물질은 선호적으로 경화성 플라스틱이다. 충진재 물질은 셀 공동 안으로 쉽게 부어지며 부어진후 제자리에서 굳어(즉, 경화)진다. 롤러는, 슈퍼 칼렌더 (supercalender)에 전형적으로 가해지는 최소한 20N/㎟ 이상의 압축 응력을 선호적으로 견딘다. 그러나, 슈퍼 칼렌더 보다 적은 수의 작동 닙을 갖는 칼렌더에서 롤러를 사용하는 것이 바람직하므로 롤러는 43N/㎟ 이상의 압축응력을 훨씬 선호적으로 견딜 수 있다. 경화성 플라스틱은 예를들어 에폭시 수지이다. 예제로서, 에폭시 수지로 만들어진 지지 구조물은 최대 80N/㎟의 압축 응력에서도 견고성을 유지한다.

본 발명의 부가적인 실시예에 따라, 지지 구조물은 최소한 부분적으로 알루미늄과 마그네슘 및 이들 각각의 합금과 같은 가벼운 금속으로 만들어진다. 이러한 가벼운 금속을 사용함으로써 적절한 지지 특성과 적은 무게를 갖는 지지 구조물을 제조할 수 있다. 다른 실시예에서, 지지 구조물은 최소한 부분적으로 발사(balsa) 나무등으로 만들어진다. 대체 방안으로, 지지 구조물은 최소한 부분적으로 섬유성 물질로 만들어진다. 이러한 모든 실시예에서, 캐핑 요소사이에 적절한 위치에서 클램핑(clamping)되고 쉽게 제조될 수 있는 둥근 블랭크로 지지 구조물이 선호적으로 형성된다.

둥근 블랭크는 예를들어 나무 및 가벼운 금속으로 만들어진 둥근 블랭크가 서로 옆에 놓이도록 교대되는 방법으로 기대 몸체상에 선호적으로 놓인다. 다른 실시예에서, 알루미늄과 셀룰라 물질로 만들어진 둥근 블랭크는 서로 옆에 놓인다. 이 실시예에서, 둥근 알루미늄 블랭크는 방사상 힘을 흡수하고, 선호적으로 축상으로 뻗어있는 셀룰라 물질로 된 벽은 둥근 알루미늄 블랭크가 부풀어 오르는 것을 막는다.

둥근 나무 블랭크는 호(arc)부분으로 선호적으로 조립된다. 호 부분은 방사상 방향으로 정렬된 섬유를 선호적으로 갖는다. 그러므로, 웨브가 작동 갭을 관통한후 그렇지 않았다면 처리된 웨브 표면에 나타나는 섬유성 물질내의 어떤 불규칙성이 생기지 않게 되는데 그 이유는 섬유가 원주 방향으로 뻗어 있지 않기 때문이다.

둥근 나무 블랭크는 최소한 두 고리로 선호적으로 형성된다. 각각의 고리는 그 섬유가 방사상으로 정렬된 호 부분으로 선호적으로 조립된다.

지지 구조물은 최소한 부분적으로 섬유성 물질 덮개로 선호적으로 구성되어 선반위에서 선삭된다. 그러므로, 섬유성 물질 덮개를 갖는 재래식 롤러는 상대적으로 간단한 방법으로 플라스틱 덮개를 갖는 롤러로 변환된다.

모든 실시예에서, 지지 구조물은 외부에 배치된 얇은 벽 연속 튜브(tube)를 갖는다. 연속적인 튜브는 어떠한 씨임(seam)도 갖지 않아 부드러운 원통형 표면을 갖는다. 부가적으로, 지지 구조물은 롤러의 강성을 증가시키도록 초기 응력(prestress)하에서 원주벽 위에 설치된다.

제1도를 참조하면, 칼렌더에 사용되는 롤러(1)가 도시되어 있다. 롤러(1)는 기대 몸체(2)와 예를들어 실리콘 고무 또는 에폭시 수지 같은 가요성 플라스틱으로 만들어진 덮개(3)를 포함한다. 덮개(3)의 내경은 기대 몸체(2)의 외경보다 대체로 크고 그들 사이의 중간 공간을 한정한다. 외부 원주벽(4)을 갖는 지지 구조물(5)은 중간 공간에 배치된다. 원주 벽(4)은 지지 구조물(5)에 접합된 원통형 튜브이다. 지지 구조물(5)은 가요성 덮개(3)를 단단히 받치고 칼렌더 롤러(1)에 가해지는 모든 힘을 기대 몸체(2)에 전달할 수 있도록 충분한 강성을 갖는다.

지지 구조물(5)은 각각이 큰 중앙 구멍(7)을 갖고 고리 모양 둥근 블랭크의 형태인 다수의 개별적 요소(6)로 구성된다. 기대 몸체(2)는 요소(6)의 구멍(7)을 관통하여 놓인다. 베어링 저널(journal)(8과 9)과 캐핑 요소(10)는 기대 몸체(2)의 축 단부에 배치된다. 캐핑 요소(10) 각각은 조절 너트(12)의 도움을 받으며 방사상으로 움직이는 압력판(11)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 캐핑 요소(10)는 지지 구조물(5)을 제자리에 있게 한다. 그러나, 지지 구조물(5)과 가요성 덮개(3)는 섬유성 물질로 만들어진 두꺼운 덮개로 교체될 수 있다. 이 실시예에서, 압력판(11)은 높은 축 압축을 받는 둥근 섬유성 물질 블랭크 스택을 보지 하는데 사용된다. 캐핑 요소(10)가 사용된다면 지지 구조물(5)과 기대 몸체(2) 사이의 접합은 필요치 않다.

제2도에서 제4도까지를 참조하면, 각각의 둥근 블랭크(6)는 두 단부 벽(13, 14)을 갖는다. 측부 벽(15)은 두 단부벽(13, 14) 사이에 배치된다. 셀(16)은 측부벽(15)에 의해 한정된다. 각각의 둥근 블랭크에 있어 셀(16) 모두는 제2도에 도시된 것처럼 같은 방향으로 뻗어있다. 중앙 구멍(7)용이 아니라면 둥근 블랭크의 중앙을 관통하는 중앙 셀(16)은 방사 방향으로 뻗어있다. 그러므로, 나머지 셀들은 원형의 둥근 블랭크의 평행한 코드(chord)를 효과적으로 형성한다.

셀(16)의 단부(17)는 덮개벽(18)에 접합된다. 선호된 실시예에서, 덮개벽(18)은 원주벽(4)에 의해 형성된다. 원주 벽(4)이 원통형 형태로 둥근 블랭크(6)를 둘러싸므로, 상대적으로 작은 표면 지역이 벽(4)에 의해 덮여지는 반면 단부(17a)(단부의 셀은 중앙으로부터 더 멀리 뻗어있다)에서 셀(16)의 상대적으로 큰 표면 지역이 덮여진다(제2도 참조). 단부(17a)의 보다 큰 표면 지역은, 벽(18)에 대한 각각의 셀 상부의 경사진 위치로 인해 덮여진다. 셀(16)은 서로에 관해 그리고 단부 벽(13, 14)에 관해 평행하게 뻗어있다.

인접한 둥근 블랭크(6과 6a)는 서로에 관해 각을 이루며 편기된다. 제2도에 도시된 것처럼, 균일한 각 편기로 인해 셀의 위치 설정 효과는 균일하게 분배된다. 서로에 대해 놓여있는 개별적인 둥근 블랭크의 단부벽은 서로 접합된다.

작동중, 방사상 부하는 단부벽(13과 14)에 의해 홉수된다. 또한 방사상 부하는 셀(16)의 측부벽(15)에 의해 부분적으로 흡수된다. 축방향으로 작용하는 압축 또는 인장력은 축 방향으로 뻗어있는 축부벽(15) 성분에 의해 흡수된다.

제4도에 개략적으로 도시된 바와같이, 측부벽(15)은 인접 측부 또는 단부벽 각각에 대해 측부벽이 놓이는 모든 곳에서 접합된 조인트(joint)(19 또는 19a)를 형성하는 사다리꼴로 형성된 웨브로부터 제조된다.

제4도는 하니콤 같은 셀룰라 물질을 도시하는 반면 제5도는 주름진 판지 같은 셀룰라 물질을 도시한다. 제5도의 참조번호는 제1도에서 제4도에까지에서의 유사한 요소의 유사한 참조번호에 100을 더해 표기된다. 본질적으로 제4와 제5도의 차이는 측부벽(15)이 측부벽(15)처럼 사다리꼴이 아니라 파형으로 모양잡힌다는 것이다. 부가적으로, 단부벽(113, 114)에 평행한 측부벽(115a)은 측부벽(115) 사이에 배치된다. 물론, 셀룰라 물질의 횡단면적 모양에는 많은 다른 변경이 있을 수 있다. 예를들어, 셀은 정사각형 단면 모양을 가질 수 있다.

제6도는 본 발명의 부가적인 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 제6도의 참조번호는 제1도에서 제4도까지에서의 유사한 요소의 유사한 참조번호에 200을 더해 표기된다. 제6도는 두 단부벽(213, 214)사이에 배치된 측부벽(215)을 갖는 둥근 블랭크(206)의 한 부분을 도시한다. 측벽부(215)은 두 단부(217)에서 단부벽(213, 214)에 접합된 육변형 셀(216)을 형성한다. 단부벽(213, 214)은 롤러에 가해지는 방사상 힘을 흡수한다. 축 방향으로 작용하는 압축 및 인장력은 이 도면에 명료하게 하기 위해 도시되지 않은 원주벽에 의해 그리고 측부벽(215)에 의해 흡수된다.

제7도와 제8도는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는데 그 참조번호는 제1도에서 제4도까지의 유사한 요소의 유사한 참조번호에 300을 더해 표기된다. 기대 몸체(302)와 원주벽(4)사이에 쌓여있는 지지 구조물(305)은 개별적 요소(306)로 구성된다. 제7도에는 3층만이 도시되었지만 적층된 4개의 환상의 층에 요소(306)가 선호적으로 놓인다. 선호된 실시예에서, 개별적 요소(306) 각각은 50에서 100cm의 축 길이를 갖는 원주 방향으로 10에서 20도의 각을 가지면서 뻗어있다. 각 개별적 요소(306)는 대략 방사상으로 뻗어있는 개별적 셀(316)의 측부벽(315)을 갖는다. 셀(316)의 단부는 내부 덮개 벽(318)과 측부벽(315)을 갖는다. 셀(316)의 단부는 내부 덮개 벽(318)과 외부 덮개벽(318a)에 의해 덮여진다. 덮개벽은 덮개벽의 위 또는 아래에 위치하는 층의 인접한 덮개 벽과 고정되게 접합된다. 원주 방향으로 서로 인접하는 개별적 요소(306과 306a)는 축 방향으로 서로에 관해 편기된다(제8도 참조).

예로써, 제7도와 제8도에 도시된 실시예의 칼렌더 롤러는 500mm의 외경을 갖는 기대 몸체(2)를 포함한다. 가요성 덮개(3)는 700mm의 내경을 갖는다. 각각 D=25mm인 두께를 갖는 4층 지지 구조물(5)은 기대 몸체(2)와 가요성 덮개(3) 사이에 배치된다. 외부로부터 내부로 볼 때 층들의 외부 반경은 다음과 같다 :

R1=350mm ;

R2=325mm ;

R3=300mm ; 그리고

R4=275mm.

물론, 덮개벽(318과 318a)은 반경들에 따라 만곡된다.

제9도에서 제11도까지는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하는데, 그 참조번호는 제1도에서 제4도까지의 유사한 요소의 유사한 참조번호에 400을 더해 표기된다. 세 환상의(즉, 원통형의) 층(404a, 405b와 405c)을 갖는 지지 구조물(405)은 기대몸체(402) 둘레에 배치된다. 각 환상의 층은 하니콤 물질(402)의 원통형으로 형성된 웨브로 구성된다. 덮개층(418)은 각 층(405a, 405b, 405c)의 외부 원통형 표면상에 배치된다. 하니콤 또는 셀(416)은 직사각형 횡단면 모양을 갖고, 제9도에 도시된 것처럼 섬유성 물질의 스트립(strip)(421과 422)으로 만들어진다. 각 스트립은 정사각형 파(ware) 패턴(pattern)으로 형성될 때 선호적으로 함께 접합되고 이중 벽(423)을 형성한다.

층(405a, 405b, 405c)을 만들기 위해, 접착제가 서로에 관해 소정 각도 편기된 섬유성 물질의 스트립(421과 422)상에 있게되어 섬유성 물질의 스트립이 제9도에 도시된 것처럼 이중벽을 형성하도록 적절한 지역에서 함께 접합된다. 스트립(421, 422)은 적층되며 평평하게 놓여진다. 접합 부위가 굳어진후, 섬유성 물질의 스트립은 떼어져서 스트립은 제9도에 도시된 형태를 자동적으로 갖게된다. 하니콤 물질(420)의 결과적인 웨브는 덮개층(418)에 접합된다. 그후, 덮개층(418)과 하니콤 물질(420)의 결합된 웨브는 기대 몸체 둘레 또는 지지 구조물(405)의 이전에 붙여진 환상의 층(예를들어, 층(405b)은 층(405c)상에 놓이게 된다)둘레에 놓여진다. 외경은 덮개 층(418)에 의해 결정된다. 지지 구조물은 원통형 모양을 형성한다. 원통형 모양을 형성함에 있어서, 개별적 셀 벽(424)의 변위는 형성되는 층의 방사상으로 바로 안쪽의 구조물에 의해 결정된다. 방사상으로 최외부층은 접합에 의해 방사상으로 바로 내부에 배치된 구조물에 선호적으로 고정된다.

제10도에 도시된 것처럼, 하니콤 셀(416)은 플라스틱(425)으로 채워진다. 플라스틱(425)은 액체 상태로 셀(416)에 부어진 후 제자리에서 경화되는 두 성분 경화성 플라스틱 수지이다. 이러한 붓고 경화시키는 공정은 바람직하게는 다음 외부층이 롤러상에 놓여 외부로부터 셀을 덮기 전에 행해진다. 셀 모두가 충진재 물질(425)로 채워지면 엄청나게 단단한 지지 구조물(405)이 생긴다. 물론, 층(405a, 405b와 405c)은 미리 제조될 수 있고 지지 구조물(405)을 헝성하도록 서로에 대해 미끄러지기 전에 충진재 물질로 채워진다. 다른 실시예의 셀은 유사한 방법으로 플라스틱으로 채위진다.

선호된 실시예에서, 유리 섬유 또는 보다 선호적으로 탄소 섬유로 강화된, 에폭시 수지 같은, 플라스틱이 셀 물질로 사용될 수 있다. 섬유 대 플라스틱의 선호되는 비율은 65퍼센트에서 35퍼센트이다. 다른 방안으로서 셀룰라 물질이 섬유성 물질로 만들어질 수 있다. 섬유성 물질은, 선호적으로 둘 모두가 듀퐁(Dupont) 제품인 파라-아라미드(para-aramid)(예를들어, KEVLAR^TM) 또는 메타-아라미드(meta-aramid)(예를들어, NOMEX^TM)같은 아라미드이다. 출발(starting)물질로 사용되는 박판 물질은 선호적으로 87과 99퍼센트 사이의 아라미드 섬유로 이루어진다. 두 물질은 플라스틱 보다 상대적으로 큰 내열성을 갖는다. 그결과, 이들의 물리적 특성은 악조건하에서도 유지된다. 제12도에서 제14도까지는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는데 그 참조번호는 제1도에서 제4도까지의 유사한 요소의 유사한 참조번호 500을 더해 표기된다. 칼렌더 롤러(501)는 기대 몸체 (502)를 포함한다. 얇은 벽 덮개(503)는 플라스틱으로 만들어지며 지지 구조물(505)바로 위에서 미끄러진다. 지지 구조물(505)은 교대로 놓인 둥근 블랭크(526, 527)로 구성된다. 블랭크(526)는 선호적으로 알루미늄같은 가벼운 금속으로 만들어진다. 블랭크(527)는 선호적으로 발사 나무같은 가벼운 나무로 만들어진다. 둥근 블랭크(526, 527)는 캐핑 요소(510)에 의해 제자리에 있게된다. 둥근 나무 블랭크(527)는 그 각각이 화살표(529)로 표시되는 것처럼 내부로 방향잡힌 방사상으로 향한 섬유를 갖는 8개의 호 모양 부분(528)으로 조립된다.

제15도는 둥근 나무 블랭크의 다른 실시예를 도시한다. 블랭크(527a)는 원통형 씨임(532)을 따라 서로 접합된 두 환상의 고리(530과 531)를 포함한다. 고리(530, 531) 각각은 화살표(529)로 표시되는 것처럼 내부로 방향잡힌 방사상으로 향한 섬유(529)를 갖는 호 모양의 부분(533)으로 선호적으로 구성된다.

제16도는 본 발명의 또다른 실시예를 도시하는데 그 참조번호는 제1도에서 제4도까지의 유사한 요소의 유사한 참조번호에 600을 더해 표기된다. 칼렌더 롤러(601)는 기대 몸체(602)를 포함한다. 덮개는 플라스틱으로 만들어지고, 부드러운 외부 튜브(634) 바로 위에서 미끄러지고 튜브에 접합된다. 튜브(634)는 지지 구조물(605)의 외부 원주를 형성한다. 지지 구조물(605)은 또한 섬유성 물질 덮개(635)로 구성된다. 섬유성 물질 덮개(635)는 서로 층을 이루고 캐핑 요소(610)에 의해 축 방향으로 함께 눌려지는 섬유성 물질로 만들어진 다수의 둥근 블랭크에 의해 형성된다. 덮개(635)는 방사상 방향으로 캐핑요소(610)를 단지 약간 넘어 돌출한다. 그리므로, 롤러의 전체 직경은 섬유성 물질로 만들어진 재래식 롤러의 직경 보다 크지 않다. 덮개의 외부표면은 부드러운 외부 원통형 표면을 가질때까지 선삭된다. 그러므로, 섬유성 물질 덮개(635)는 거의 선삭 리저브(reserve)의 단부까지 감소될 때까지 기대 몸체(602)위에 있게된다. 다른 말로하면, 부드러운 외부 원통형 표면을 만들도록 선반위에서 더 이상 기계가공되지 않을때까지 덮개(635)가 기계몸체(602)위에 있게된다. 그후, 튜브(634)는 덮개(603)가 튜브에 붙여졌는지에 관계없이 덮개(635)위에 놓인다.

본 발명에 따라 칼렌더 롤러의 현재 선호되는 예시적인 실시예를 기술하였지만, 여기에서 상술된 사상의 관점에서 당업자에게 다른 수정, 변형 및 변화가 제안될 수 있다. 예를들어, 제12도의 둥근 블랭크 모두 같은 물질(예를들어, 알루미늄 또는 나무)로 만들어질 수 있다. 또한 둥근 알루미늄 블랭크 또는 둥근 나무 블랭크로 둥근 종이 블랭크를 대체할 수 있다. 플라스틱 덮개(503)는 선호적으로 지지 구조물(50) 바로 위에 접합되거나 수축 끼워 맞춤된다. 대체방안으로, 중간층(즉, 캐리어(carrier) 층)은 부하를 덜 잘 분산시키도록 지지 구조물과 플라스틱 덮개 사이에 배치될 수 있다. 캐핑 요소는 기대 몸체 위에 지지 구조물을 제자리에 고정시키는데 사용된다. 그러므로, 지지 구조물이 다른 수단에 의해, 예를 들어 프레스 끼워맞춤(press-fit)에 의해 또는 접합에 의해 기대 몸체 상의 적절한 위치에 고정된다면 캐핑 요소는 제거될 수 있다. 그러므로, 모든 이러한 수정, 변형 및 변화는 첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 범위안에 있게 된다.

Claims

외경, 제1축 단부 및 제2축 단부를 갖는 원통형 기대 몸체; 상기 기대 몸체와의 사이에 중간 환형 공간을 한정하도록 상기 기대 몸체의 상기 외경보다 큰 내경을 갖는 덮개; 상기 덮개로부터 상기 기대 몸체까지 부하 힘을 전달하고 상기 중간 환형 공간에 배치되는 지지 구조물; 및 상기 기대 몸체의 상기 제1축단부에 인접 배치된 제1 캐핑 요소와 상기 기대 몸체의 상기 제2축 단부에 인접 배치된 제2 캐핑 요소를 구성하는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제1항에 있어서, 상기 지지 구조물의 방사상 두께가 상기 기대 몸체 반경의 30에서 100퍼센트인 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제2항에 있어서, 상기 지지 구조물의 비중이 상기 기대 몸체의 비중보다 작은 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제3항에 있어서, 상기 지지 구조물의 상기 비중이 3.5㎏/d㎥보다 작은 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제4항에 있어서, 상기 지지 구조물이 복수의 셀을 형성하는 얇은 벽 물질로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제5항에 있어서, 상기 셀이 방사상 방향으로 뻗어있는 복수의 벽에 의해 형성되는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제6항에 있어서, 상기 셀이 덮개 벽에 의해 최소한 하나의 단부상에서 닫혀있는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제7항에 있어서, 상기 지지 구조물이 서로 고정되게 연결되는 복수의 요소를 포함하는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제8항에 있어서, 상기 요소 각각이 둥근 블랭크로 구성되고, 상기 셀 각각이 방사상 평면에 뻗어있는 한 쌍의 단부 벽 사이에 배치되는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제9항에 있어서, 상기 요소 각각에 배치된 상기 셀이 상기 쌍의 단부벽이 뻗어있는 방향과 평행하게 뻗어있고, 인접한 제1및 제2둥근 블랭크가 함께 연결되어 상기 제1둥근 블랭크의 상기 셀이 상기 제2둥근 블랭크의 상기 셀에 관해 각을 이루며 편기되어 뻗어있는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤리.
제9항에 있어서, 상기 복수의 측부벽이 상기 쌍의 단부 벽에 관해 수직으로 뻗어있는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제7항에 있어서, 상기 복수의 요소가 최소한 하나의 환상의 층에 배치되고, 상기 층에 있는 상기 요소의 인접 요소가 축 방향으로 편기되는 것을 특징으로 하는 칼렌더 롤러.
제9항에 있어서, 상기 지지 구조물이 최소한 하나의 환상의 층에 의해 형성되고, 상기 셀이 하니콤 모양을 갖는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제13항에 있어서, 상기 셀이 상기 셀의 최소한 하나의 단부에 배치되는 원통형 덮개 층을 갖는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제5항에 있어서, 상기 셀이 직사각형 하니콤 모양을 갖는 것을 특징으로 하는 칼렌더 롤러.
제5항에 있어서, 상기 셀이 주름진 모양을 갖는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제14항에 있어서, 상기 셀이 섬유 강화 플라스틱으로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제5항에 있어서, 상기 셀이 섬유성 물질로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제18항에 있어서, 상기 섬유성 물질이 아라미드인 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러
제5항에 있어서, 상기 셀이 경화성 충진재 물질로 채워지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제20항에 있어서, 상기 충진재 물질이 경화성 플라스틱인 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제3항에 있어서, 상기 지지 구조물이 최소한 부분적으로 가벼운 금속으로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제22항에 있어서, 상기 지지 구조물이 최소한 부분적으로 나무로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제23항에 있어서, 상기 나무가 발사나무인 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제24항에 있어서, 상기 지지 구조물이 최소한 부분적으로 섬유성 물질로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제25항에 있어서, 상기 구조물이 나무, 가벼운 금속, 섬유성 물질 및 셀룰라 물질중 최소한 하나로 만들어진 복수의 둥근 블랭크를 포함하는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제26항에 있어서, 상기 둥근 블랭크가 상기 기대 몸체에 배치되어 인접한 둥근 블랭크가 다른 물질로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제27항에 있어서, 상기 둥근 블랭크가 알루미늄과 셀룰라 물질로 만들어지는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제26항에 있어서, 상기 둥근 블랭크가 나무로 만들어지고, 복수의 호 부분으로 나뉘어지며, 상기 나무가 방사상으로 정렬된 복수의 섬유를 갖는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제29항에 있어서, 상기 둥근 나무 블랭크가 최소한 두개의 고리를 포함하는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제25항에 있어서, 상기 지지 구조물이 선반에서 기계 가공되도록 모양잡히는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.
제31항에 있어서, 상기 지지 구조물이, 상기 섬유성 물질로 만들어진 상기 지지 구조물의 상기 부분에 관해 배치된 얇은 벽 연속 튜브를 갖는 것을 특징으로하는 칼렌더 롤러.